图形API学习工程（0）：工程目的环境配置

本文主要是介绍图形API学习工程（0）：工程目的环境配置，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

工程目的

我想要不借助引擎，而直接使用底层图形API（如DirectX和OpenGL等）来生成图像。
我认为这将有利于图形学算法与渲染框架相关的学习，因为：
游戏引擎往往对渲染进行了豪华的封装，而不利于看到图形学算法本质。UE4虽然开放了源代码，但是想要完全掌握渲染方面的代码也需要较高成本。

另外，我想对不止一个主流API进行封装，而是多个图形API进行封装，包括：

OpenGL
D3D11
Vulkan
D3D12

图形API之间的相似度还是很高的，因此可以用一个统一的接口封装起来（一般叫RHI）。我觉得做这件事会让我学到很多东西，因为：

发现那些图形API之间相同的部分有助于我理解图形API的本质角色。
找到那些图形API之间不同的部分有助于我理解特定图形API的特点。

由于我目前对图形API的理解还比较浅，所以可以预见，代码将会在未来被多次重构，这不可避免。而我需要时刻告诫自己，不要因为想得太多而“过度设计”，我只需要能完成阶段性目标的代码即可，而如果代码变乱我应该立马重构不好的部分。

关于工程

工程GIT地址：https://gitee.com/yaksue/yaksue-graphics
我希望我能找到每篇博客对应的当时工程的状态，因此我想在GIT里上传一个文本来标记，这样，只要查阅这个文本的提交，就可以知道工程应该恢复到哪次提交了。
在这里插入图片描述

另外，虽然之前很多博客我力求记录每个细节，但是这次由于内容较多，我无法记录所有细节。
不过我会将我认为最重要的东西记录在博客中。而对于细节，只能看GIT提交记录了。

环境配置

Vulkan

下载VulkanSDK并安装。
随后VK_SDK_PATH将会被加入环境变量用来指示SDK位置。
然后，将其include和lib的路径都配置正确。
“附加依赖项”添加vulkan-1.lib

D3D12

D3D12被集成在了Windows10SDK中。
不过其include和lib都不需要手动添加，系统默认有他们的路径。
“附加依赖项”添加d3d12.lib dxgi.lib d3dcompiler.lib。

D3D11

D3D11的情况稍微复杂一些：
如果只是配置D3D11的环境，那可以直接使用Microsoft DirectX SDK (June 2010)，就像之前的博客《创建一个最小的D3D11实例》一样。
但其实，d3d11已经在Windows10SDK中了。并且dxgi在 Windows10SDK 中比 Microsoft DirectX SDK (June 2010) 中要新。为了用最新的dxgi配合d3d12，我不能将 Microsoft DirectX SDK (June 2010) 的相关路径加入工程，否则就会有同名的dxgi混淆。
但是，d3dx11是 Microsoft DirectX SDK (June 2010) 中独有的，因此如果想使用它，就要单独做操作了。

因此，这里我选择不加入任何新的路径，只是在“附加依赖项”添加d3d11.lib

OpenGL

这个工程中的OpenGL我准备使用GLFW，另外使用GLAD加载OpenGL的库。
（细节可见《试用GLFW并创建OpenGL和DX的环境》和《使用GLAD加载OpenGL的库》）

测试：列举当前计算机上的显卡

GraphicsInterface是暂时抽象所有图形API的类。
作为测试，目前它有一个方法是列举当前计算机上的所有显卡

class GraphicsInterface
{
public://需要子类实现的方法：//列举出当前计算机的显卡virtual void EnumerateGraphicsCards() NOT_IMPLEMENT_FUNC(EnumerateGraphicsCards)
};

Vulkan实现

使用vkEnumeratePhysicalDevices。
代码：

VulkanInterface::VulkanInterface()
{//创建Instance的信息：VkInstanceCreateInfo createInfo = {};createInfo.sType = VK_STRUCTURE_TYPE_INSTANCE_CREATE_INFO;//创建InstancevkCreateInstance(&createInfo, nullptr, &Instance);
}void VulkanInterface::EnumerateGraphicsCards()
{//查询设备数目uint32_t deviceCount = 0;vkEnumeratePhysicalDevices(Instance, &deviceCount, nullptr);if (deviceCount == 0)throw std::runtime_error("failed to find GPUs with Vulkan support!");//获得设备列表std::vector<VkPhysicalDevice> devices(deviceCount);vkEnumeratePhysicalDevices(Instance, &deviceCount, devices.data());std::cout << "vkEnumeratePhysicalDevices:" << std::endl;//遍历所有的设备打印信息for (const auto& device : devices){VkPhysicalDeviceProperties prop;vkGetPhysicalDeviceProperties(device, &prop);//打印设备名字std::cout << prop.deviceName << std::endl;}
}

输出：

vkEnumeratePhysicalDevices:
GeForce MX250
Intel(R) UHD Graphics

目前我运行这个程序是在一个有独显和核显的笔记本上，结果符合预期。

D3D12实现

方法来源于《Introduction to 3D Game Programming with DirectX12》的【4.1.10 DirectX Graphics Infrastructure】。使用IDXGIFactory2::EnumAdapters。

void D3D12Interface::EnumerateGraphicsCards()
{//创建IDXGIFactoryCComPtr<IDXGIFactory2> mdxgiFactory;CreateDXGIFactory2(0, IID_PPV_ARGS(&mdxgiFactory));//遍历所有的Adapterint	i = 0;IDXGIAdapter* adapter = nullptr;while (mdxgiFactory->EnumAdapters(i, &adapter) != DXGI_ERROR_NOT_FOUND){DXGI_ADAPTER_DESC desc;				adapter->GetDesc(&desc);//打印出Descriptionstd::wcout << desc.Description << std::endl;	++i;}
}

输出

IDXGIFactory2::EnumAdapters :
Intel(R) UHD Graphics
NVIDIA GeForce MX250
Microsoft Basic Render Driver

其实这个函数严格意义上讲不是得到所有的“显卡”，而是 display adapter。
正如书中所讲：

Usually, the display adapter is a physical piece of hardware (e.g., graphics card); however, a system can also have a software display adapter that emulates hardware graphics functionality

所以这里打印出来的比Vulkan版本多一个

这篇关于图形API学习工程（0）：工程目的环境配置的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！